O nouă tehnică de imagistică cartografiază 38.000 de celule hepatice pentru a rezolva fibroză
Ficatul este adesea denumit „organ tăcut”, deoarece poate suferi daune semnificative fără a prezenta simptome evidente.
Atunci când leziunile sunt prelungite, fie din cauza consumului de alcool, a unei diete precare sau infecției cronice cu virusul hepatitei, se declanșează fibroză: o întărire și cicatrizare progresivă a țesutului hepatic.
Fără intervenție eficientă, fibroză poate avansa către ciroză și cancer hepatic, fiind una dintre cauzele principale ale deceselor prin cancer la nivel mondial. În ciuda decadelor de cercetare, nu există în prezent o terapie aprobată care să poată opri sau inversa în mod fiabil fibroză odată ce aceasta s-a instalat.
Unul dintre motivele pentru care fibroză este dificil de tratat este că nu se comportă uniform. Anumiți pacienți, cum ar fi cei care reușesc să elimine cu succes virusul hepatitic C, pot prezenta regresie spontană a fibrozăi, în timp ce alții continuă să se deterioreze. Înțelegerea motivelor pentru care ficatul poate să se vindece în unele cazuri, dar nu și în altele, a fost o întrebare centrală și, în mare parte, nerezolvată în cercetare.
O echipă de cercetători de la Universitatea Metropolitană din Osaka, condusă de Le Thi Thanh Thuy și Norifumi Kawada, a utilizat o tehnică de vârf numită profilare ARN fixat la nivel de celulă unică (FLEX), aplicată pentru prima dată în cercetarea fibrozăi hepatice, pentru a analiza activitatea genică a aproximativ 38.000 de celule hepatice individuale din ficatul sănătos, fibrotic și în recuperare al șoarecilor.
FLEX produce o imagine precisă a comportamentului fiecărei celule individuale, chiar și din mostre de țesut înghețat. Rezultatul este un „atlas” celular cuprinzător—o hartă detaliată a modului în care fiecare tip major de celulă hepatică se schimbă pe măsură ce fibroză progresează și, în mod critic, pe măsură ce aceasta se retrage.
Folosind acest atlas, cercetătorii au arătat că hepatocitele din zona pericentrală, regiunea centrală a fiecărui lob hepatic, prezintă o restaurare remarcabilă a activității genice normale în timpul recuperării. Aceasta sugerează că această populație specifică de hepatocite joacă un rol activ în regenerarea ficatului, oferind o nouă direcție pentru înțelegerea modului în care organul se vindecă singur.
Atlasul a relevat doi factori moleculare care influențează fibroză și care s-au evidențiat ca ținte terapeutice.
Primul este o proteină numită semaforin-4D (SEMA4D). În timpul fibrozăi, celulele imune numite macrofage derivate din monocite secretă SEMA4D. Această proteină acționează ca un „semnal de stres”, legându-se de un receptor numit Plexin B2 pe celulele stelate hepatice. Această legare activează celulele stelate și crește producția de colagen, agravând cicatrizarea.
Când echipa de cercetare a tratat șoareci fibrotici cu VX15/2503, un anticorp monoclonal umanizat care blochează SEMA4D, fibroză a fost semnificativ redusă.
În mod crucial, SEMA4D a fost, de asemenea, detectat în biopsii hepatice umane de la pacienți cu fibroză avansată, iar nivelurile sale au scăzut la pacienții care au eliminat virusul hepatitic C, o scădere care a corelat cu un risc redus de progresie a cancerului hepatic.
Al doilea țintă a fost LIM și domeniile bogate în cisteină 1 (LMCD1), un factor de transcripție care funcționează în interiorul celulelor stelate hepatice.
În loc să primească un semnal din exterior, LMCD1 acționează ca un „comutator principal” intern care menține celulele stelate blocate într-o stare activă de producere a cicatricilor. S-a constatat că este exprimat la niveluri ridicate în timpul fibrozăi și suprimat în timpul regresiei.
Silencing LMCD1 în laborator a redus producția de proteine fibrotice, în timp ce forțarea supraexpresiei sale a avut efectul opus, stimulând fibroză prin calea de semnalizare AKT/mTOR.
La fel ca SEMA4D, nivelurile LMCD1 în mostrele hepatice umane au corelat cu severitatea fibrozăi în rândul pacienților cu boală hepatică grasă și hepatită C.
Datele sugerează că aceste două molecule conduc fibroză în pacienții umani și, cel mai important, pot fi blocate. Prin direcționarea ambelor proteine utilizând o terapie combinațională, pacienții ar putea reduce progresia bolii.
„Ceea ce ne entuziasmează cel mai mult este că SEMA4D și LMCD1 funcționează prin mecanisme complet diferite și în două tipuri diferite de celule—macrofage și celule stelate. Când am analizat mostrele de biopsie hepatică umană, pacienții cu fibroză avansată aveau niveluri ridicate ale ambelor proteine, iar acestea au scăzut odată cu îmbunătățirea bolii. Acest lucru confirmă că aceste ținte sunt relevante pentru boala umană, nu doar pentru șoareci”, a declarat Le Thi Thanh Thuy.
Diferența dintre pacienții care se vindecă și cei care nu se vindecă ar putea consta în capacitatea ficatului de a opri cu succes aceste semnale profibrotice. Prin identificarea proteinelor precise și a interacțiunilor celulare care influențează acest echilibru, echipa speră ca munca lor să informeze dezvoltarea primelor terapii antifibrotice cu adevărat eficiente.
„Identificarea acestor două ținte indică o terapie antifibrotică combinațională care atacă fibroză din mai multe unghiuri simultan”, a continuat profesorul Thuy. „Scopul nu este doar de a încetini cicatrizarea, ci de a o opri activ și de a împinge ficatul spre recuperare, ceea ce ar putea reduce semnificativ riscul de cancer hepatic și ar ridica povara enormă pe care această boală o impune pacienților.”
